JPH03182875A - Protection device for motor in electrically driven power steering device - Google Patents

Protection device for motor in electrically driven power steering device

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JPH03182875A
JPH03182875A JP1320766A JP32076689A JPH03182875A JP H03182875 A JPH03182875 A JP H03182875A JP 1320766 A JP1320766 A JP 1320766A JP 32076689 A JP32076689 A JP 32076689A JP H03182875 A JPH03182875 A JP H03182875A
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assist
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Akio Okamura
彰夫 岡村
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Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

PURPOSE:To surely detect the ground of an assist motor at the hot side by extracting terminal voltage at the hot side in response to polarity out of terminal voltages at the both sides of the assist motor, and thereby comparing the extracted terminal voltage with a specified threshold voltage. CONSTITUTION:A detection device for the ground of motor wires is equipped with a signal output circuit 46 which outputs signals based on the output from a polarity judging circuit 76 when a motor 20 is normally rotated, a signal output circuit 47 which outputs signals when the motor 20 is reversely rotated, and is also equipped with a signal output circuit 43 which outputs signals when PWM pulse signals driving the motor 20 are outputted. Terminal voltage VM1 is outputted with No.1 analogue switch 36 turned on when the motor 20 is normally rotated, meanwhile, terminal voltage VM2 is outputted with No.2 analogue switch 37 turned on when the motor 20 is reversely rotated so that the respective voltages are applied to the negative input terminal of a comparator 42 via a LPF 41. This thereby permits a ground detection signal to be outputted when the aforesaid input voltage is lower than a threshold voltage.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 技術分野 この発明はモータの回転出力によって操舵力を補助する
電動式パワー・ステアリング装置における操舵アシスト
・モータの保護装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a protection device for a steering assist motor in an electric power steering device that assists steering force by the rotational output of a motor.

従来技術とその問題点 従来の電動式パワー・ステアリング装置におも1ては、
操舵トルク検出値および車速検出値に基づいて操舵アシ
スト(補助)モータを制御し、操舵アシスト・トルクを
発生している。
Conventional technology and its problems Mainly, the conventional electric power steering device is
The steering assist (auxiliary) motor is controlled based on the detected steering torque value and the detected vehicle speed value to generate steering assist torque.

しかしながら、電動パワー・ステアリング装置のモータ
駆動回路において、モータ線地絡を検出しモータ駆動電
流をパワー・オフする手段をもたなければモータ線の地
絡が生じたときに素子破壊やモータ故障につながること
となる。
However, if the motor drive circuit of an electric power steering device does not have a means to detect a motor line ground fault and power off the motor drive current, element damage or motor failure may occur when a motor line ground fault occurs. It will be connected.

従来のモータ線地絡の検出は、第7図に示すように過電
流検出と同一モードで行なわれて0た。
Conventional motor line ground fault detection was performed in the same mode as overcurrent detection, as shown in FIG.

第7図は電流フィードバック・ループによりアシスト・
モータ20を駆動する駆動回路例を示すもので、この駆
動回路は4個のスイ・ソチ回路を含むHブリッジ駆動法
にしたがうPWM (PulseνjdthModul
ation)パルスを用いたチヨ・ソノく動作によって
アシスト・モータを駆動制御するものである。
Figure 7 shows the assisted current feedback loop.
This figure shows an example of a drive circuit that drives the motor 20, and this drive circuit is a PWM (PulseνjdthModul) that follows the H-bridge drive method including four Swiss-Sochi circuits.
ation) The assist motor is driven and controlled by a forward and backward motion using pulses.

検出操舵トルク、検出車速等に基づいてアシスト電流指
令が作成され、このアシスト電流指令とフィードバック
された検出モータ電流とに基づいてPWM変調方式によ
り制御信号が作成される。
An assist current command is created based on the detected steering torque, detected vehicle speed, etc., and a control signal is created using a PWM modulation method based on this assist current command and the detected motor current fed back.

この制御信号はスイッチ駆動回路5を介して操舵アシス
ト・モータ20の駆動回路30に与えられる。
This control signal is applied to the drive circuit 30 of the steering assist motor 20 via the switch drive circuit 5.

駆動回路30にはいわゆるHブリッジ回路が含まれ左右
のアームに4つのスイッチ回路30A〜30Dが接続さ
れている。第7図はモータ20の正転時のスイッチの状
態を示しており、PWMキャリアの一周期において、ス
イッチ回路30Aのスイッチはオン状態に(○印で示す
)、スイッチ回路30B。
The drive circuit 30 includes a so-called H-bridge circuit, and four switch circuits 30A to 30D are connected to the left and right arms. FIG. 7 shows the states of the switches when the motor 20 rotates in the normal direction, and in one cycle of the PWM carrier, the switch of the switch circuit 30A is in the on state (indicated by a circle), and the switch of the switch circuit 30B is in the on state.

30Dのスイッチはそれぞれオフ状態に(×印で示す)
保たれ、スイッチ回路30CのスイッチはPWMキャリ
アー周期の所定時間だけオンとされる(SWで示す)。
Each switch of 30D is in the off state (indicated by an x mark)
The switch of the switch circuit 30C is kept on for a predetermined time period of the PWM carrier cycle (indicated by SW).

したがって、主電源スイッチ35がオンであれば、スイ
ッチ回路30A、モータ20、スイッチ回路30Cを通
って所定時間だけ電流が流れる。
Therefore, when the main power switch 35 is on, current flows through the switch circuit 30A, the motor 20, and the switch circuit 30C for a predetermined period of time.

この駆動回路におけるHブリ・ソノの左右のアームには
抵抗RおよびR2が接続されている。
Resistors R and R2 are connected to the left and right arms of the H-brison in this drive circuit.

この抵抗R,R2に降下される電圧に基づl、Sでモー
タ電流が検出される。すなわち、モータ電流検出回路8
0は、2つの増幅回路81.82および加算回路83を
備え、バツテリイ32の出力電圧をvBATを所定電圧
に昇圧する昇圧電源85から昇圧電圧かり−えられてい
る。抵抗R,R2の降下電圧はそれぞれ増幅回路81.
82で増幅され、加算回路83で加算される。加算回路
83の出力は過電流判定回路86に与えられる。この回
路8Bは加算回路83の出力電圧が所定値(制御信号に
応じて変えられる)を超えているときに過電流を検出し
、主電源スイ・ノチ35をオフとするとともに、スイ・
ソチ駆動回路5の動作を停止させる。
Based on the voltages dropped across the resistors R and R2, the motor current is detected at l and S. That is, the motor current detection circuit 8
0 includes two amplifier circuits 81 and 82 and an adder circuit 83, and a boosted voltage is obtained from a boosting power supply 85 that boosts the output voltage of the battery 32 from vBAT to a predetermined voltage. The voltage drops across resistors R and R2 are applied to amplifier circuits 81 and 81, respectively.
The signals are amplified at 82 and added at an adder circuit 83. The output of the adder circuit 83 is given to an overcurrent determination circuit 86. This circuit 8B detects an overcurrent when the output voltage of the adder circuit 83 exceeds a predetermined value (changeable according to the control signal), turns off the main power switch 35, and turns off the switch.
The operation of the Sochi drive circuit 5 is stopped.

このような従来の回路においてはモータ線の地絡が生じ
ると過電流が生じるので、過電流判定回路86によって
過電流検出とともにモータ線の地絡が検出されていた。
In such a conventional circuit, an overcurrent occurs when a ground fault occurs in the motor wire, so the overcurrent determination circuit 86 detects the ground fault in the motor wire as well as the overcurrent detection.

しかしながら第7図に示すような従来の回路では、モー
タ線のコールド側(接地側)の地絡は。
However, in the conventional circuit shown in FIG. 7, a ground fault occurs on the cold side (ground side) of the motor wire.

モータに逆転指令が与えられない限り検出することがで
きないので、そのまま制御してしまう可能性がある。ま
た検出回路には第7図に示されているように昇圧電源8
5が必要である。
Since it cannot be detected unless a reverse rotation command is given to the motor, there is a possibility that the motor will be controlled as is. In addition, the detection circuit includes a boost power source 8 as shown in FIG.
5 is required.

さらに電流検出用ンヤント抵抗R,R2がHブリッジの
左アームと右アームに接続されている場合、これらの感
度のバラツキを調整することが難しいという問題点もあ
った。
Furthermore, when the current detection resistors R and R2 are connected to the left arm and right arm of the H bridge, there is another problem in that it is difficult to adjust the variations in sensitivity of these resistors R and R2.

発明の概要 発明の目的 この発明は、過電流検出とは別に地絡の検出が可能で、
しかもホット側のみならずコールド側の地絡も検出でき
、従来のような調整が必要な抵抗が不要なモータ保護装
置を提供することを目的とする。
Summary of the Invention Purpose of the Invention This invention is capable of detecting ground faults in addition to overcurrent detection.
Moreover, it is an object of the present invention to provide a motor protection device that can detect ground faults not only on the hot side but also on the cold side, and does not require a resistor that requires adjustment as in the past.

発明の構成1作用および効果 第1の発明は検出操舵トルク、検出車速等に基づいてア
シスト電流指令値を作成する手段、およびアシスト・モ
ータに対してHブリッジ型に接続された4個のスイッチ
ング素子を備え、上記電流指令値と検出されたモータ電
流との偏差の大きさおよび電流指令値の極性に応じて、
上記スイッチング素子をパルス幅変調方式で制御するモ
ータ駆動装置を備えた電動式パワー・ステアリング装置
において、アシスト・モータの両端の端子電圧のうち 
極性に応じてホット側の端子電圧を取出す手段、および
取出された端子電圧と所定のしきい値電圧とを比較する
ことにより上記アシスト・モータのホット側の地絡を検
出する手段を備えていることを特徴とする。
Structure of the Invention 1 Operation and Effect The first invention includes means for creating an assist current command value based on detected steering torque, detected vehicle speed, etc., and four switching elements connected to the assist motor in an H-bridge type. , and depending on the magnitude of the deviation between the current command value and the detected motor current and the polarity of the current command value,
In an electric power steering device equipped with a motor drive device that controls the above-mentioned switching element using a pulse width modulation method, the terminal voltage at both ends of the assist motor is
A means for extracting a terminal voltage on the hot side according to the polarity, and a means for detecting a ground fault on the hot side of the assist motor by comparing the extracted terminal voltage with a predetermined threshold voltage. It is characterized by

第1の発明によると、アシスト・モータのホット側に地
籍が生じるとホット側の端子電圧はしきい値電圧以下と
なるので、アシスト・モータのホット側の地絡を迅速に
検出することができる。
According to the first invention, when a ground fault occurs on the hot side of the assist motor, the terminal voltage on the hot side becomes less than the threshold voltage, so that a ground fault on the hot side of the assist motor can be quickly detected. .

過電流検出と区別してモータ線の地絡を検出することが
できるので、その信頼性が向上する。また従来の検出装
置で必要であった昇圧電源が不要となり、かつシャント
抵抗も不要となるので、簡易に地絡検出を行なうことが
できることとなる。
Since ground faults in motor wires can be detected separately from overcurrent detection, reliability is improved. Furthermore, since the step-up power supply required in conventional detection devices and the shunt resistor are also unnecessary, ground fault detection can be easily performed.

第2の発明は、検出操舵トルク、検出車速等に基づいて
アシスト電流指令値を作成する手段、およびアシスト・
モータに対してHブリッジ型に接続された4個のスイッ
チング素子を備え、上記電流指令値と検出されたモータ
電流との偏差の大きさおよび電流指令値の極性に応じて
、上記スイッチング素子をパルス幅変調方式で制御する
モータ駆動装置を備えた電動式パワー・ステアリング装
置において、アシスト◆モータの両端の端子電圧のうち
、極性に応じてホット側の端子電圧を取出す手段、およ
び上記パルス幅変調の周期ごとに。
The second invention provides means for creating an assist current command value based on detected steering torque, detected vehicle speed, etc.
The motor is equipped with four switching elements connected in an H-bridge type, and the switching elements are pulsed depending on the magnitude of the deviation between the current command value and the detected motor current and the polarity of the current command value. In an electric power steering device equipped with a motor drive device controlled by a width modulation method, an assist ◆ means for extracting a hot side terminal voltage according to polarity among the terminal voltages at both ends of the motor, and a means for extracting a hot side terminal voltage according to the polarity, and every cycle.

取出されたホット側端子電圧の有無に基づいて上記アシ
スト・モータのホット側の地絡を検出する手段を備えて
いることを特徴とする。
The present invention is characterized by comprising means for detecting a ground fault on the hot side of the assist motor based on the presence or absence of the extracted hot side terminal voltage.

第2の発明によると、アシスト・モータのホット側に地
絡が生じるとホット側の端子電圧は零となるのでホット
側の端子電圧を検出することができなくなり、アシスト
・モータのホット側の地絡を迅速に検出することができ
るようになる。また、上記第1の発明と同じ効果が得ら
れる。
According to the second invention, when a ground fault occurs on the hot side of the assist motor, the terminal voltage on the hot side becomes zero, making it impossible to detect the terminal voltage on the hot side. This makes it possible to quickly detect faults. Moreover, the same effect as the first invention described above can be obtained.

第3の発明は、検出操舵トルク、検出車速等に基づいて
アシスト電流指令値を作成する手段、およびアシスト・
モータに対してHブリッジ型に接続された4個のスイッ
チング素子を備え、上記電流指令値と検出されたモータ
電流との偏差の大きさおよび電流指令値の極性に応じて
、上記スイッチング素子をパルス幅変調方式で制御する
モータ駆動装置を備えた電動式パワー・ステアリング装
置において、上記アシスト・モータに流れる電流を検出
する手段、およびパルス幅変調により上記スイッチング
素子に制御パルスが与えられたときに、検出モータ電流
が所定値以下であるかどうかにより上記アシスト・モー
タのコールド側の地絡を検出する手段を備えていること
を特徴とする。
A third invention provides means for creating an assist current command value based on detected steering torque, detected vehicle speed, and the like;
The motor is equipped with four switching elements connected in an H-bridge type, and the switching elements are pulsed depending on the magnitude of the deviation between the current command value and the detected motor current and the polarity of the current command value. In an electric power steering device including a motor drive device controlled by a width modulation method, means for detecting a current flowing through the assist motor, and when a control pulse is applied to the switching element by pulse width modulation, The present invention is characterized by comprising means for detecting a ground fault on the cold side of the assist motor based on whether the detected motor current is below a predetermined value.

第3の発明よると、コールド側のモータ線の地絡を検出
することができるので、その信頼性が向上することとな
る。
According to the third invention, it is possible to detect a ground fault in the motor wire on the cold side, thereby improving its reliability.

第1〜第3の発明によりアシスト・モータのホット側、
コールド側のいずれのモータ線の地絡0 も検出することができるので、モータ線地絡が生じたと
きに素子破壊やモータの故障を防止することができるこ
ととなる。
According to the first to third inventions, the hot side of the assist motor;
Since ground faults in any of the motor wires on the cold side can be detected, element destruction and motor failure can be prevented when a motor wire ground fault occurs.

実施例の説明 第1図は電動式パワー・ステアリング装置に含まれるコ
ントロール装置の全体を示すブロック図である。第2図
はこのパワー・ステアリング装置が適用されるステアリ
ング機械系の一例を示す構成図である。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram showing the entire control device included in an electric power steering device. FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a steering mechanical system to which this power steering device is applied.

まず第2図に示すパワー・ステアリング機械系について
説明しておく。
First, the power steering mechanical system shown in FIG. 2 will be explained.

操舵ハンドル61の回転力はハンドル軸を経てピニオン
・ギヤを含むステアリング・ギヤ62に伝達され、さら
に上記ピニオン・ギヤによりラック軸64に伝達され、
ナックル・アーム等を経て車輪65が転向される。また
2 コントロール装置10により制御駆動される操舵ア
シスト(補助)モータ(DCモータ)20の回転力はピ
ニオン・ギヤを含むステアリング機械系63とラック軸
64との噛み合いによりラック軸64に伝達され、ハン
ドル6エによ1す る操舵を補助することになる。ハンドル61とモータ2
0の回転軸はギヤ62.63およびラック軸64により
機械的に連結されている。操舵トルク・センサ21によ
り操舵トルク(捩りトルク)が検出され。
The rotational force of the steering handle 61 is transmitted through the handle shaft to a steering gear 62 including a pinion gear, and further transmitted to the rack shaft 64 by the pinion gear.
The wheel 65 is turned through the knuckle arm and the like. Further, the rotational force of the steering assist (auxiliary) motor (DC motor) 20 controlled and driven by the control device 10 is transmitted to the rack shaft 64 through the engagement between the steering mechanical system 63 including a pinion gear and the rack shaft 64, and is transmitted to the steering wheel. This will assist in steering by 6d. Handle 61 and motor 2
The rotational shaft of 0 is mechanically connected by gears 62, 63 and rack shaft 64. A steering torque sensor 21 detects steering torque (torsion torque).

また車速センサ22により車速が検出され、後述するよ
うにこれらの検出トルク、車速等に基づいてコントロー
ル装置10はモータ加を制御する。コントロール装置1
0およびモータ20には車両に搭載されたバッテリイ3
2からその動作電力が供給される。
Further, the vehicle speed is detected by the vehicle speed sensor 22, and the control device 10 controls the motor acceleration based on the detected torque, vehicle speed, etc., as described later. Control device 1
0 and the motor 20 are equipped with a battery 3 mounted on the vehicle.
Its operating power is supplied from 2.

コントロール装置lOは第1図に示すようにモータ電流
検出回路15.モータ20を駆動する駆動回路30.モ
ータ20の全体的な制御を統括するC P 070.た
とえばマイクロプロセッサ、メモリ19、コンピュータ
と上記の人、出力機器とのインターフェイス回路等(図
示略)から構成されている。
As shown in FIG. 1, the control device IO includes a motor current detection circuit 15. A drive circuit 30 that drives the motor 20. CP 070. which controls the overall control of the motor 20; For example, it is composed of a microprocessor, a memory 19, an interface circuit between the computer, the above-mentioned person, an output device, etc. (not shown).

第1図において、操舵トルク・センサ2Jによって検出
された操舵トルクはアナログ/ディジタル(A/D)変
換回路11によってディジタル信号に 2 変換された後にCPU70に取込まれる。また車速セン
サ22で検出された車速はカウンタ12によってカウン
トされ車速を表わすカウント値がCPU70に取込まれ
る。CPU13は入力した操舵トルクおよび車速に基づ
いてアシスト指令を作成し、後述するように、それに基
づく制御信号をモータ駆動回路1(lに与える。
In FIG. 1, the steering torque detected by the steering torque sensor 2J is converted into a digital signal by an analog/digital (A/D) conversion circuit 11, and then input to the CPU 70. Further, the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 22 is counted by the counter 12, and a count value representing the vehicle speed is taken into the CPU 70. The CPU 13 creates an assist command based on the input steering torque and vehicle speed, and provides a control signal based on the command to the motor drive circuit 1 (l) as described later.

モータ駆動回路30によりモータ20が駆動される。モ
ータ電流はモータ電流検出回路15によって検出され、
A/D変換回路17によってディジタル信号に変換され
てCPU70に取込まれる。このCPU70は所望のデ
ータを記憶しておくためのメモリ19が記憶されている
The motor 20 is driven by the motor drive circuit 30. The motor current is detected by a motor current detection circuit 15,
The signal is converted into a digital signal by the A/D conversion circuit 17 and taken into the CPU 70. This CPU 70 stores a memory 19 for storing desired data.

第1図においては後述するモータ線地絡検出回路は省略
されている。
In FIG. 1, a motor line ground fault detection circuit, which will be described later, is omitted.

第3図はモータ線地絡検出回路の一例を示している。FIG. 3 shows an example of a motor line ground fault detection circuit.

CPU70にはアシスト指令部71が含まれており、こ
のアシスト指令部71によって人力する検出車速および
検出トルクに基づいてアシスト指令値3 が作成され、必要に応じて、これに粘性補償値および慣
性補償値を加算して電流指令値IDが作成される。
The CPU 70 includes an assist command unit 71, and the assist command unit 71 creates an assist command value 3 based on the detected vehicle speed and detected torque manually inputted, and adds a viscosity compensation value and inertia compensation to this as necessary. A current command value ID is created by adding the values.

アシスト指令値はたとえば、検出操舵トルクに応じて、
一定範囲の操舵トルクに対してはこれにほぼ比例するモ
ータ電流■。が流れ、上記範囲を超えるとある一定のモ
ータ電流IMが流れるように、そして、検出車速に応じ
て、車速が速いときにはモータ電流INを少なくシ、車
速が遅いときにはモータ電流INを多くするように、モ
ータ10を制御できるように作成される。
For example, the assist command value is determined according to the detected steering torque.
For a certain range of steering torque, the motor current is approximately proportional to the steering torque■. flows, and when the above range is exceeded, a certain constant motor current IM flows, and depending on the detected vehicle speed, when the vehicle speed is high, the motor current IN is decreased, and when the vehicle speed is slow, the motor current IN is increased. , is created to be able to control the motor 10.

モータ駆動回路30のうち、スイッチ回路30A。Among the motor drive circuits 30, the switch circuit 30A.

30D、 30B、 30DのHブリッジ接続構成は第
7図に示すものと同じである。これらのスイッチング素
子には主電源スイッチ35を介してバッテリイ32の電
圧VBATが印加される。これらのスイッチ回路は後述
する方法で、スイッチ駆動回路5によってドライブ・ロ
ジック回路77からの制御信号に基づき、それぞれオン
、オフ制御される。
The H-bridge connection configuration of 30D, 30B, and 30D is the same as that shown in FIG. The voltage VBAT of the battery 32 is applied to these switching elements via the main power switch 35. These switch circuits are controlled on and off by the switch drive circuit 5 based on control signals from the drive logic circuit 77, respectively, in a manner described later.

第3図に示すCPU70の内部の機能ブロック 4 71〜78は実際はソフトウェアによって実現されるが
(ソフトウェア・サーボ)、説明を分りやすくするため
にハードウェア構成のように示されている。これらの機
能ブロック71〜77の一部をハードウェア回路で置換
えてもよい。減算器72において電流指令値IDと、モ
ータ電流検出回路15によって検出されたモータ電流I
 との偏差Idが算出される。この偏差ldは一方では
絶対値回路73で絶対値化され、他方では極性判別回路
76でその極性(正または負)が判別される。絶対値回
路73の出力は、PWMキャリア周波数三角波発生回路
74から出力される三角波と電圧比較回路75で比較さ
れ、PWMパルスとして出力される。このPWMパルス
と極性判別回路76の極性判別結果はドライブ・ロジッ
ク回路77に与えられ、この回路77から次に示すやり
方でスイッチング素子をオン、オフ制御する信号が作成
される。
Although the functional blocks 4 71 to 78 inside the CPU 70 shown in FIG. 3 are actually realized by software (software servo), they are shown as a hardware configuration to make the explanation easier to understand. Some of these functional blocks 71 to 77 may be replaced with hardware circuits. The subtracter 72 calculates the current command value ID and the motor current I detected by the motor current detection circuit 15.
The deviation Id from that is calculated. This deviation ld is converted into an absolute value by an absolute value circuit 73 on the one hand, and its polarity (positive or negative) is determined by a polarity determining circuit 76 on the other hand. The output of the absolute value circuit 73 is compared with the triangular wave output from the PWM carrier frequency triangular wave generation circuit 74 in a voltage comparison circuit 75, and is output as a PWM pulse. This PWM pulse and the polarity discrimination result of the polarity discrimination circuit 76 are applied to a drive logic circuit 77, and from this circuit 77, a signal is generated to control the switching elements on and off in the following manner.

極性判別回路76の出力は信号出力回路46および47
にぢえられる。またPWMパルスは信号出力回路43に
与えられる。
The output of the polarity discrimination circuit 76 is sent to the signal output circuits 46 and 47.
can be changed. Further, the PWM pulse is given to the signal output circuit 43.

5 第4図を参照して、モータ20を正転させるときには、
PWMキャリアの一周期Tにおいて、スイッチ回路30
Bのスイッチング素子がオフ、スイッチ回路30Cのス
イッチング素子がオンの状態に保持される。そしてスイ
ッチ回路30Aのスイッチング素子が偏差Idに応じた
時間T。0の間オンとされ、他の時間帯(T−T  )
ではオフとされn る。またスイッチ回路30Dのスイッチング素子は時間
T の間オフとされ、他の時間帯(T−n T )ではオンとされる。このように、左アームn のスイッチ回路80Aと30Dはオンとオフとが逆転し
、相補的(コンブリメンタリイ)に動作する。
5 Referring to FIG. 4, when rotating the motor 20 in the forward direction,
In one cycle T of the PWM carrier, the switch circuit 30
The switching element B is kept off, and the switching element of the switch circuit 30C is kept on. Then, the switching element of the switch circuit 30A takes a time T according to the deviation Id. 0, and other times (T-T)
Then it is turned off. Further, the switching element of the switch circuit 30D is turned off during the time T, and turned on during the other time period (TnT). In this way, the switch circuits 80A and 30D of the left arm n1 are reversed in on and off states and operate complementary.

時間T。。においてはモータ20に電流IMが流れる。Time T. . In this case, a current IM flows through the motor 20.

逆転時には、PWMキャリア周期Tにおいて。During reversal, in the PWM carrier period T.

スイッチ回路BOAのスイッチング素子がオフ、スイッ
チ回路30Dのスイッチング素子がオンの状態ニ保たれ
、右アームのスイッチ回路BOB、 30Cのスイッチ
ング素子が時間T に応じてコンプリメn ンタリイにオン、オフ制御される。
The switching element of the switch circuit BOA is kept off, the switching element of the switch circuit 30D is kept on, and the switching elements of the right arm switch circuits BOB and 30C are controlled to be turned on and off in a complementary manner according to the time T. .

1 に こでモータ20の正転時のモータ20のホット側の電圧
をVMl モータ20の逆転時のモータ20のホット側
の電圧をVM□とする。
1 Let VMl be the voltage on the hot side of the motor 20 when the motor 20 rotates in the normal direction, and VM□ be the voltage on the hot side of the motor 20 when the motor 20 is rotating in the reverse direction.

モータ線地絡検出装置には極性判別回路76から与えら
れる出力に基づいてモータ20の正転時に信号を出力す
る信号出力回路46.モータ20の逆転時に信号を出力
する信号出力回路47およびモータ20を駆動するPW
Mパルス信号が出力されているときに信号を出力する信
号出力回路43が含まれている。信号出力回路43およ
び46の出力はアンド・ゲート45を介して第1のアナ
ログ・スイッチ36に、信号出力回路43および47の
出力はアンド・ゲート44を介して第2のアナログ・ス
イッチ37にそれぞれ与えられる。これによりモータ2
0の正転時には第1のアナログ・スイッチ3Bがオンと
なり、端子電圧VM1が低域通過フィルタ41を介して
、モータ20の逆転時には第2のアナログ・スイッチ3
7がオンとなり、端子電圧vM2が低域通過フィルタ4
Iを介して、それぞれコンパレータ42の負入力端子に
与えられることとなる。
The motor line ground fault detection device includes a signal output circuit 46 that outputs a signal when the motor 20 rotates in the normal direction based on the output from the polarity discrimination circuit 76. A signal output circuit 47 that outputs a signal when the motor 20 reverses, and a PW that drives the motor 20
A signal output circuit 43 is included that outputs a signal when the M pulse signal is output. The outputs of the signal output circuits 43 and 46 are sent to the first analog switch 36 via an AND gate 45, and the outputs of the signal output circuits 43 and 47 are sent to the second analog switch 37 via an AND gate 44, respectively. Given. This allows motor 2
When the motor 20 rotates in the normal direction, the first analog switch 3B turns on, and the terminal voltage VM1 passes through the low-pass filter 41, and when the motor 20 rotates in the reverse direction, the first analog switch 3B turns on.
7 is turned on, and the terminal voltage vM2 passes through the low-pass filter 4.
They are respectively applied to the negative input terminal of the comparator 42 via I.

 7 コンパレータ42の正入力端子には所定電圧生成回路4
8から出力されるしきい値電圧が与えられている。この
しきい値電圧はゲート駆動回路5から出力されるPWM
パルス信号の大きさに応じた値となるように作成される
7 A predetermined voltage generation circuit 4 is connected to the positive input terminal of the comparator 42.
The threshold voltage output from 8 is given. This threshold voltage is the PWM output from the gate drive circuit 5.
It is created to have a value that corresponds to the magnitude of the pulse signal.

コンパレータ42は低域通過フィルタ41を介して人力
するホット側端子電圧V またはVH2が上記旧 しきい値電圧以下のときに地絡検出信号を出力するもの
である。ホット側モータ線に地絡が生じると電圧V ま
たはVH2がOvとなり、コンバレー1 り42から地絡検出信号が出力され、ホット側モータ線
地絡検出回路50に与えられ、モータ線の地絡が検出さ
れる。
The comparator 42 outputs a ground fault detection signal when the hot-side terminal voltage V or VH2 input manually via the low-pass filter 41 is below the old threshold voltage. When a ground fault occurs in the hot-side motor wire, the voltage V or VH2 becomes Ov, and a ground fault detection signal is output from the converter 1 42 and is applied to the hot-side motor wire ground fault detection circuit 50, which detects the ground fault in the motor wire. Detected.

モータ線の地絡が検出されると、地絡検出回路50から
パワーダウン信号が出力されスイッチ駆動回路5および
モータ駆動回路30の主電源スイッチ35に与えられる
。これによりスイッチ駆動回路5が動作を停止するとと
もにスイッチ35が開く。これにより、モータ線地絡に
よる端子破壊やモータ20の故障を防止することができ
る。
When a ground fault in the motor line is detected, a power down signal is output from the ground fault detection circuit 50 and applied to the switch drive circuit 5 and the main power switch 35 of the motor drive circuit 30. This causes the switch drive circuit 5 to stop operating and the switch 35 to open. This makes it possible to prevent terminal damage and failure of the motor 20 due to motor line ground faults.

 8 モータ駆動回路30の接地側には、駆動回路に流れる電
流を検出するための検出抵抗Rが接続されており、この
検出抵抗Rの両端にモータ電流検出回路15が接続され
ている。
8. A detection resistor R for detecting the current flowing through the drive circuit is connected to the ground side of the motor drive circuit 30, and the motor current detection circuit 15 is connected to both ends of this detection resistor R.

この検出回路15の検出電流工□は上述のように減算器
72に与えられるとともに、コールド側地絡検出部78
に与えられる。このコールド側地絡検出部78はPWM
パルスが出力されているときに、検出電流INが所定値
以下であればコールド側地絡と判定する。この所定値も
またPWMパルスの幅等に応じて変えられる。コールド
側地絡検出により、パワーダウン信号が出力され、上述
と同じようにモータ駆動回路の保護が達成される。
The detected current □ of this detection circuit 15 is given to the subtracter 72 as described above, and the cold side ground fault detection section 78
given to. This cold side ground fault detection section 78 uses PWM
If the detected current IN is below a predetermined value while the pulse is being output, it is determined that there is a cold side ground fault. This predetermined value can also be changed depending on the width of the PWM pulse and the like. Upon detection of a cold-side ground fault, a power-down signal is output, and protection of the motor drive circuit is achieved in the same manner as described above.

第5図は他の実施例を示すものである。この図において
¥S3図に示すものと同一物には同一符号を付して説明
を省略する。また第5図においてはCPU70が省略さ
れている。
FIG. 5 shows another embodiment. In this figure, the same parts as those shown in the ¥S3 figure are given the same reference numerals, and their explanation will be omitted. Furthermore, the CPU 70 is omitted in FIG.

第5図に示す装置は、第3図に示すものと比較して、信
号出力回路43.アンドゲート44.45.低域通過フ
ィルタ41およびコンパレータ42が設けら1 つ れていない。信号出力回路46の出力は第1のアナログ
・スイッチ36に、信号出力回路47の出力は第2のア
ナログ・スイッチ37にそれぞれ直接与えられている。
The device shown in FIG. 5 has a signal output circuit 43.compared to the device shown in FIG. ANDGATE 44.45. A low-pass filter 41 and a comparator 42 are not provided. The output of the signal output circuit 46 is directly provided to the first analog switch 36, and the output of the signal output circuit 47 is directly provided to the second analog switch 37.

またウォッチ・ドッグ・タイマ49が含まれており、こ
れには第1.第2のアナログ・スイッチ36または37
を通して電圧vMl”M2が入力する。タイマ作動回路
はPWMパルスが出力されているときにその立上りによ
ってタイマ49をリフレッシュする。タイマ49はリフ
レッシュされたのち所定時間以上にわたって電圧信号■
M1またはvM2が入力しなければ出力を発生し、これ
によりモータ線地絡検出回路50によってホット側地絡
と判断される。
Also included is a watch dog timer 49, which includes a first . Second analog switch 36 or 37
A voltage vMl''M2 is input through the timer operation circuit.The timer operation circuit refreshes the timer 49 by the rising edge of the PWM pulse while it is being output.After the timer 49 is refreshed, the voltage signal ■ is input for a predetermined period of time or more.
If M1 or vM2 is not input, an output is generated, and the motor line ground fault detection circuit 50 determines that there is a hot side ground fault.

第6図はCPU70によるモータ線地絡検出の処理手順
を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing the processing procedure for detecting a motor line ground fault by the CPU 70.

PWMパルス信号が出力されているとぐステップ81で
YES)、モータの回転極性が判断される(ステップ8
2)。モータが正転していれば第1のアナログ・スイッ
チ3Bが閉じてモータ端子電圧”Mlがコンパレータ4
2またはタイマ49に与えられ 0 ることによりホット側モータ線地絡の有無の判断が行な
われる(ステップ8L 85)。モータ2oが逆転して
いるときには第2のアナログ・スイッチ37が閉じるこ
とによりホット側モータ線地絡の有無が判断される(ス
テップ84.85)。
When the PWM pulse signal is output (YES in step 81), the rotation polarity of the motor is determined (step 8).
2). If the motor is rotating in the normal direction, the first analog switch 3B is closed and the motor terminal voltage "Ml" is set to the comparator 4.
2 or 0 to the timer 49, it is determined whether there is a ground fault in the hot side motor line (step 8L85). When the motor 2o is rotating in reverse, the second analog switch 37 is closed, thereby determining whether there is a ground fault in the hot side motor line (steps 84 and 85).

ホット側のモータ線が地絡していないと判断されると(
ステップ85でNO)、コールド側のモータ線の地絡の
有無がコールド側地絡検出部78で判断される(ステッ
プ86)。モータ線地絡が検出されると(ステップ85
または86でYES)、地絡検出回路50またはCPU
70からパワーダウン信号が出力されスイッチ駆動回路
5が動作停止されるとともにモータ駆動回路3oの主電
源スイッチ35がオフとなる。
If it is determined that the hot side motor wire does not have a ground fault (
If NO in step 85), the presence or absence of a ground fault in the cold side motor wire is determined by the cold side ground fault detection section 78 (step 86). If a motor line ground fault is detected (step 85
or YES at 86), ground fault detection circuit 50 or CPU
A power down signal is output from 70, and the switch drive circuit 5 is stopped, and the main power switch 35 of the motor drive circuit 3o is turned off.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は電動式パワー・ステアリング装置に含まれるコ
ントロール装置のブロック図、第2図は電動式パワー・
ステアリング機械系の一例を示す構成図である。 第3図はこの発明の実施例を示すもので、モー1 夕線地絡検出装置の回路図、第4図はモータ駆動回路の
スイッチング動作を示すタイム・チャートである。 第5図は他の実施例を示す回路図である。 第6図はモータ線地絡の検出処理手順を示すフローチャ
ートである。 第7図は従来のモータ線地絡の検出回路の一例を示すも
のである。 IO・・・コントロール装置。 15・・・モータ電流検出回路 30・・・モータ駆動回路。 36、37・・・アナログ・スイッチ。 42・・・コンパレータ。 46、47・・・信号出力回路。 49・・・タイマ。 50・・・地絡検出回路。 70・・・CPU。 71・・・アシスト指令部。 76・・・極性判別回路。  2 78・・・コ ルド側地絡検出部。 以 上
Figure 1 is a block diagram of the control device included in the electric power steering device, and Figure 2 is a block diagram of the control device included in the electric power steering device.
FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a steering mechanical system. FIG. 3 shows an embodiment of the present invention, and is a circuit diagram of a motor 1 evening wire ground fault detection device, and FIG. 4 is a time chart showing the switching operation of the motor drive circuit. FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment. FIG. 6 is a flowchart showing the procedure for detecting a motor line ground fault. FIG. 7 shows an example of a conventional motor line ground fault detection circuit. IO...control device. 15...Motor current detection circuit 30...Motor drive circuit. 36, 37...Analog switch. 42...Comparator. 46, 47...Signal output circuit. 49...Timer. 50...Ground fault detection circuit. 70...CPU. 71...Assist command unit. 76...Polarity discrimination circuit. 2 78... Cord side ground fault detection section. that's all

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)検出操舵トルク、検出車速等に基づいてアシスト
電流指令値を作成する手段、およびアシスト・モータに
対してHブリッジ型に接続された4個のスイッチング素
子を備え、上記電流指令値と検出されたモータ電流との
偏差の大きさおよび電流指令値の極性に応じて、上記ス
イッチング素子をパルス幅変調方式で制御するモータ駆
動装置を備えた電動式パワー・ステアリング装置におい
て、 アシスト・モータの両端の端子電圧のうち、極性に応じ
てホット側の端子電圧を取出す手段、および 取出された端子電圧と所定のしきい値電圧とを比較する
ことにより上記アシスト・モータのホット側の地絡を検
出する手段、 を備えた電動式パワー・ステアリング装置におけるモー
タの保護装置。
(1) Equipped with means for creating an assist current command value based on detected steering torque, detected vehicle speed, etc., and four switching elements connected to the assist motor in an H-bridge type, and detects the above current command value. In an electric power steering device equipped with a motor drive device that controls the switching element using a pulse width modulation method according to the magnitude of the deviation from the motor current and the polarity of the current command value, both ends of the assist motor A means for extracting the terminal voltage on the hot side according to the polarity among the terminal voltages of the assist motor, and detecting a ground fault on the hot side of the assist motor by comparing the extracted terminal voltage with a predetermined threshold voltage. A protection device for a motor in an electric power steering device, comprising means for protecting the motor.
(2)検出操舵トルク、検出車速等に基づいてアシスト
電流指令値を作成する手段、およびアシスト・モータに
対してHブリッジ型に接続された4個のスイッチング素
子を備え、上記電流指令値と検出されたモータ電流との
偏差の大きさおよび電流指令値の極性に応じて、上記ス
イッチング素子をパルス幅変調方式で制御するモータ駆
動装置を備えた電動式パワー・ステアリング装置におい
て、 アシスト・モータの両端の端子電圧のうち、極性に応じ
てホット側の端子電圧を取出す手段、および 上記パルス幅変調の周期ごとに、取出されたホット側端
子電圧の有無に基づいて上記アシスト・モータのホット
側の地絡を検出する手段、を備えた電動式パワー・ステ
アリング装置におけるモータの保護装置。
(2) A means for creating an assist current command value based on detected steering torque, detected vehicle speed, etc., and four switching elements connected to the assist motor in an H-bridge type, and detects the above current command value. In an electric power steering device equipped with a motor drive device that controls the switching element using a pulse width modulation method according to the magnitude of the deviation from the motor current and the polarity of the current command value, both ends of the assist motor means for extracting the hot side terminal voltage among the terminal voltages of the assist motor according to the polarity, and means for extracting the hot side terminal voltage of the assist motor based on the presence or absence of the extracted hot side terminal voltage for each cycle of the pulse width modulation. A protection device for a motor in an electric power steering device, comprising means for detecting a fault.
(3)検出操舵トルク、検出車速等に基づいてアシスト
電流指令値を作成する手段、およびアシスト・モータに
対してHブリッジ型に接続された4個のスイッチング素
子を備え、上記電流、指令値と検出されたモータ電流と
の偏差の大きさおよび電流指令値の極性に応じて、上記
スイッチング素子をパルス幅変調方式で制御するモータ
駆動装置を備えた電動式パワー・ステアリング装置にお
いて、 上記アシスト・モータに流れる電流を検出する手段、お
よび パルス幅変調により上記スイッチング素子に制御パルス
が与えられたときに、検出モータ電流が所定値以下であ
るかどうかにより上記アシスト・モータのコールド側の
地絡を検出する手段、を備えた電動式パワー・ステアリ
ング装置におけるモータの保護装置。
(3) A means for creating an assist current command value based on detected steering torque, detected vehicle speed, etc., and four switching elements connected to the assist motor in an H-bridge type, In an electric power steering device including a motor drive device that controls the switching element using a pulse width modulation method according to the magnitude of the deviation from the detected motor current and the polarity of the current command value, the assist motor means for detecting a current flowing through the assist motor, and detecting a ground fault on the cold side of the assist motor based on whether the detected motor current is below a predetermined value when a control pulse is applied to the switching element by pulse width modulation. A protection device for a motor in an electric power steering device, comprising means for protecting the motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012001183A (en) * 2010-06-21 2012-01-05 Jtekt Corp Electric power steering device

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